导言
LED(发光二极管)作为一种新式光源，具有高效节能、绿色环保、运用寿命长等其他光源无法比拟的长处，代表着未来照明技能的发展方向。本文规划了以AT89S51 单片机为中心的多功用白光LED 台灯体系，选用PT4115 大功率LED 恒流驱动计划，可完成对LED 台灯的PWM 调光操控;一起兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显现等多项功用。在完成高效节能的一起，为家庭运用供给了极大的快捷。
1 体系硬件电路规划
该多功用LED台灯体系选用20 只5mm 高亮白光LED 灯珠为光源，以AT89S51 单片机为主控芯片，由LED 恒流驱动体系、时钟体系、测温体系、液晶显现体系、蜂鸣体系、按键体系组成。体系结构框图如图1 所示。
该体系可详细完成LED 台灯的10 级PWM 调光操控;液晶屏实时显现时钟、日历与环境温度信息;闹钟功用选用声光报警方法，即一旦抵达闹钟时刻，LED 台灯主动点亮，并宣布蜂鸣声报警，以唤醒用户;用户可经过按键体系完成对时钟日历与闹钟参数的设置、LED 亮度的调理以及闹钟报警的免除。
图1 体系结构框图
1.1 单片机主控体系
本规划主控体系选用ATMEL 公司的高性能AT89S51 芯片完成，其P0 口外接10K 的上拉电阻，P0.0~P0.7 一起作为DS12C887 的数据接口与液晶1602 的数据接口。P2.0~P2.3别离衔接DS12C887 芯片的片选端CS、地址选通输入端AS、数据挑选端DS 与读/写输入端R/W,P3.2 衔接其闹钟中止请求输出端IRQ.P2.5~P2.7 别离衔接液晶1602 的使能端EN、数据/指令挑选端RS、读/写挑选端RW.P2.4 作为蜂鸣器操控端。P3.0 作为DS18B20 的信号输入端。P3.1、P3.4、P3.5、P3.6 与P3.7 作为S2~S6 按键体系。P1.1 作为PWM 信号的输出端并衔接PT4115 芯片DIM 端，用于PWM 调光操控。体系晶振电路由12MHZ 晶振与两个30PF 电容组成;复位电路则由S1 按键、10K 电阻与10uF 电解电容构成。主控体系电路如图2 所示。
图2 单片机主控体系电路图
1.2 恒流驱动体系
本规划 L ED 光源选用彼此并联方法，共由20 只5mm 高亮度小功率LED 灯珠组成;每只LED 灯珠的压降约3.1V,作业电流约20mA.由白光LED 的正向伏安特性可知，当LED 端电压超越其正导游通电压后，较小的电压动摇都会导致作业电流的的剧烈改动，然后影响LED 的正常运用，固LED 宜选用恒流驱动方法。因而，本规划LED 选用高性能PT4115 恒流芯片驱动，PT4115 是一款接连电感电流导通形式的降压恒流源芯片，能将直流电压直接转化成安稳的恒流输出;其选用6~30V 宽电压输入，输出电流可达1.2A,转化功率高达97%,输出电流精度达±5%.该芯片内部含有抖频特性，极大的改进EMI,一起具有过温、过压、过流、LED 开路维护等多种功用。该芯片合适用于绿色照明LED灯的驱动电路，具有使用电路十分简练的长处。LED 恒流驱动电路如图3 所示。
图3 LED 恒流驱动体系电路图
经过 PT4115 芯片上的DIM 端，能够便利的进行模仿或PWM 调光。因为模仿调光是直接改动流过LED 电流的巨细来完成亮度调理，除了亮度会改动以外，也会影响白光的质量，即不同电流下宣布的白光存在色偏。因而，本规划选用PWM 调光计划，PWM 调光的基本原理是坚持LED 正导游通电流安稳，而经过操控电流导通和关断的时刻份额，即改动输入脉冲信号的占空比，使LED 发生亮暗改动;并利用人眼的视觉残留效应，当LED 亮暗改动频率大于120Hz 时，人眼就不会感觉到闪耀，而看到是LED 的均匀亮度。PWM 调光的优势是LED 正导游通的电流是安稳的，LED 的色度就不会像模仿调光时发生改动。
PT4115 恒流驱动输出的电流值计算公式为：
IOUT =(0.1&TImes;D)/ Rs (D 为方波信号占空比，Rs 为限流电阻。
本规划 LED 光源选用20 只小功率白光LED 灯珠并联方法，且每只LED 灯珠额定电流为20mA,则PT4115 恒流驱动输出最大电流IOUT 应为400mA,因而Rs 选取0.25 Ω 电阻。
L1 为镇流电感，选取68μ H,用于安稳经过LED 的电流。D1 是续流二极管，当芯片内部MOS 管截止状况时为储存在电感L1 中的电流供给放电回路;因为作业在高频状况，D1 选用正向压降小且康复速度快的肖特基二极管SS24.
PWM 脉冲信号则由单片机P1.1 发生，其凹凸电平决议LED 的通断状况。将定时器T0溢出中止定为1/2500 秒(即400μ S)，每10 次脉冲作为一个周期，即频率为250HZ.这样，在每1/250 秒的方波周期中，经过改动方波的输出占空比，然后完成LED 灯的10 级亮度调理，即LED 亮度等级由每个周期内的高电平脉冲数目决议。当高电平脉冲个数为1 时，占空比为1/10,亮度最低，其调光原理如图4 所示;当高电平脉冲为10 时，占空比为1,LED亮度最高。
图 4 PWM 调光原理图
